[发明专利]一种硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明属电化学技术领域，具体涉及一种通过溶胶凝胶法制备硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料的方法以及由此方法得到的硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料。由本发明方法制备的硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料具有稳定的核壳结构，粒径为几百纳米或者更小的颗粒。在锂离子嵌入和脱嵌过程中，具有稳定晶体结构的壳材料可以避免纳米粒子之间的团聚，使锂离子电池具有高的可逆容量和良好的循环性能。另外，本发明方法可操作性强，重现性好，且所得产品质量稳定。

主权项

1.一种制备硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)配制溶液：将有机正硅酸酯、有机溶剂和去离子水混合，搅拌均匀，制成清澈透明溶液，其中，有机正硅酸酯和有机溶剂的体积比为10∶1-1∶1，有机正硅酸酯和去离子水体积比为5∶1-1∶1；(2)超声分散：将纳米硅加入步骤(1)所得溶液中，连续超声分散1分钟-5小时，使纳米硅分散均匀；(3)溶胶凝胶：将步骤(2)所得混合液体升温至50-100℃，磁力或机械搅拌10分钟-24小时，然后加入催化剂，继续搅拌10分钟-24小时，水解聚合，形成多聚硅酸凝胶；(4)陈化干燥：将步骤(3)所得产物在空气中陈化1分钟-14天，然后在30至100℃温度下干燥，得到干凝胶，研磨成凝胶粉；(5)热处理：将步骤(4)所得的凝胶粉在惰性气氛中，在200-1000℃温度下煅烧，最终得到硅/氧化硅核壳结构纳米复合材料。